不同荷载作用下五边形石墨烯的变形破坏机理研究

五边形石墨烯是一种完全由碳五元环组成的准二维的亚稳态碳结构,在不同载荷作用下其变形破坏机理仍需进一步研究.本文基于ReaxFF反应力场采用分子动力学方法模拟研究了五边形石墨烯的拉伸、剪切和纳米压痕破坏过程,得到了五边形石墨烯的拉伸和剪切应力-应变曲线以及压入载荷-位移曲线,系统分析了五边形石墨烯的变形破坏机理,并验证了五边形石墨烯在不同载荷作用下是否表现出塑性变形特征的一致性问题.研究结果表明,通过拉伸或纳米压入等不同加载方式均可准确测出五边形石墨烯的本征力学性能参数,其杨氏模量265.4~285.1 N/m,与第一性原理计算结果一致.研究还发现,五边形石墨烯在拉伸、剪切和纳米压痕过程中均会出现不可逆的塑性变形特征,而引起塑性变形的原因是由于不可逆的碳五元环向碳多元环结构的转变.以上研究结果可为基于五边形石墨烯的微/纳米机电系统的实际应用提供重要指导.

H_(2)O分子在五边形BCN上的吸附与解离特性研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了H_(2)O分子在五边形BCN上的吸附与解离过程.研究结果表明,五边形BCN结构的B原子是H_(2)O分子的最稳定的活性吸附位点.H_(2)O分子在该活性位点极易解离,其初步解离过程为放热反应且分解势垒仅为0.191 eV,并形成稳定的OH/H产物.深入研究发现,H_(2)O分子初步解离后的五边形BCN表面,可直接分解后续吸附的H_(2)O分子.该研究结果为五边形BCN对H_(2)O分子的吸附解离机制提供理论借鉴.

H_(2)S在五边形BCN上的吸附与解离的第一性原理计算研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了H_(2)S分子在五边形BCN上的吸附与解离过程.研究结果表明,五边形BCN结构的B原子是H_(2)S分子的最稳定的活性吸附位点. H_(2)S分子在该活性位点极易解离,其初步解离过程为放热反应且分解势垒仅为0.208 eV,并形成稳定的HS/H产物.深入研究发现,H_(2)S分子初步解离后的五边形BCN表面,可直接分解后续吸附的H_(2)S分子.该研究结果为五边形BCN对H_(2)S分子的吸附解离机制提供理论借鉴,并且首次提出五边形BCN可作为功能性材料净化有害气体H_(2)S的理想候选者.

五边形石墨烯双层电子性能及磁性调控的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,我们研究了五边形石墨烯双层结构表面氢氟化对其电子结构及磁性的调控.计算结果表明,氢氟化的五边形石墨烯双层可以在价带顶和导带底出现自旋极化态,从而诱导出磁性且有效降低带隙.基于这一特性,我们进一步发现通过调控氢氟化覆盖度能够有效调节体系带隙及磁矩,并且随着覆盖度增加实现了五边形石墨烯双层从半导体-金属-半导体的转变.

五边形石墨烯氧气吸附与解离特性研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了O_(2)在五边形石墨烯(PG)上的吸附与解离动力学行为.研究结果表明,PG并不能有效地激发O_(2),形成稳定的氧吸附结构需要克服约0.54 eV势垒,并且吸附的O_(2)分解需要克服约0.82 eV势垒.然而,O_(2)分解后的PG衬底结构却能使后续吸附的O_(2)分子自动分解,破坏C-C键,以致PG在空气中难以稳定存在.基于此,为了避免PG结构在空气中被氧化,我们进一步提出将过渡金属原子吸附PG,使得O_(2)更容易被过渡金属原子吸附与激发,从而避免了PG被氧化.

氢化与氟化五边形石墨烯双层电子性能调控的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,我们研究了氢化、氟化及氢氟化五边形石墨烯双层对其电子性能的调控. 计算结果表明,氢化和氟化的五边形石墨烯双层可分别在价带顶及导带底形成局域的电子态而显著降低带隙. 基于这一特性,我们进一步研究氢氟化的五边形石墨烯双层结构对电子能带的影响,并且发现通过调控氢氟化覆盖度能够有效调节带隙,进而实现五边形石墨烯双层从半导体到金属态的转变.

一个与五边形数相关的数论函数方程的可解性

利用Smarandache函数S(n)、Smarandache LCM函数SL(n)、广义Euler函数φ_(2)(n)的定义、性质,研究了与五边形数相关的数论函数方程S(SL(n^(23))=kφ_(2)[n(3n-1)\2]的可解性问题,其中k∈Z^(+)(Z^(+)是正整数集).得到如下结果:数论函数方程S(SL(n^(23))=kφ_(2)[n(3n-1)\2]的全部正整数解为(k,n)=(13,2),(2,12),(1,27).

质子交换膜燃料电池五边形挡板流场结构优化与性能改进

为有效提高燃料电池(fuel cell,FC)的性能,提出一种在阴极处具有五边形挡板的新型流场(flow field,FF)设计。为了解五边形挡板的加入对FC内部传质过程的影响,开发了一个三维、多相、非等温稳态模型,将多孔层结构引起的各向异性传输性质和催化层实际团聚体结构的非均质特性耦合到模型中,研究了挡板高度变化时FC性能的变化。结果表明,五边形挡板增强了流道的传质性能与气体分布均匀性。随着挡板高度增加,流道的传质性能、排水性能以及气体分布均匀性增加,高度100%(H100)的挡板由于与气体扩散层直接接触,堵塞了排水通道,因此其保水性能最好。在相对湿度为50%情况下,H100的FF结构具有最大的净功率密度,与原始FF(H0)相比,净功率密度增加17.778%。

五边形截面型钢混凝土巨型柱轴压性能研究

超高层建筑巨型柱框架结构体系是一种高性能的抗震结构体系。以某超高层型钢混凝土巨型柱结构为工程依托,进行了2个五边形截面型钢高强混凝土巨型柱模型试件重复加载下轴压受力性能试验,2个试件差异为混凝土强度。试验表明:不同强度混凝土试件损伤发展过程相似,斜边和最短边损伤更早且相对严重;试件均表现出稳定的加载、卸载、再加载刚度,承载能力具有相对稳定的退化过程;较高混凝土强度试件承载力和耗能能力较大,但延性有所降低。分析了箍筋以及型钢对混凝土的约束机制,建立了考虑不同区域约束效应差异以及箍筋和型钢约束效应相互耦合的分区域约束混凝土抗压强度计算方法,提出了承载力计算公式,计算结果与试验符合较好。用ABAQUS软件建立了有限元数值计算模型,对混凝土强度、型钢强度、纵筋配筋率以及配箍率进行了参数分析。计算表明:提高混凝土强度能够有效提高试件的承载力,但峰值后变形能力有所下降;提高型钢强度能够有效提高试件承载力;增大纵筋配筋率能够提高试件的承载力和刚度;提高体积配箍率可以有效提高试件的承载力和延性。

规则排列下凹五边形蜂窝阵列结构的异面缓冲性能研究

目的研究主要结构参数对规则排列凹五边形蜂窝阵列结构异面缓冲性能的影响。方法借助Ansys Workbench/LS-DYNA软件建立该蜂窝结构异面缓冲性能的有限元模型进行仿真模拟,研究不同凹陷角、壁厚边长比对其异面平台应力、变形模式和单位体积能量吸收的影响。结果在不同的压缩速度下,凹五边形蜂窝阵列结构表现出不同的变形模式。相对密度一定时,凹陷角度在0<θ<63.435°时,该结构异面平台应力和单位体积吸收能量都随凹陷角的增大先增后减,且在25°~35°时平台应力最大,20°~30°时单位体积吸收能量最大;当达到最大凹陷角度θ=63.435°时平台应力和单位体积吸收能量都出现再次增大的现象。在凹陷角一定时,异面平台应力和单位体积吸收能随壁厚边长增大而增大,且呈指数函数关系。结论基于有限元计算结果,总结出了规则排列的凹五边形蜂窝阵列结构在不同速度下的变形模式,以及凹陷角度、壁厚边长比对蜂窝异面平台应力、单位体积能量吸收的影响规律。

Duval五边形在有载分接开关状态诊断中的应用

对比分析了Duval五边形法及Duval三角形法两种基于油中溶解气体分析的方法在鉴别有载分接开关状态方面的效果,确定了Duval五边形中与有载分接开关正常状态对应的区域,并利用Duval五边形法对特高压换流变压器有载分接开关进行实际诊断。结果表明:Duval五边形法可以实现有载分接开关正常及异常状态的辨识,超过95.5%正常状态的有载分接开关气体体积分数特征点落在编号为D_(1)的低能放电区域;对245台有载分接开关状态进行识别的结果表明,Duval五边形法对正常状态的诊断准确率高于Duval三角形法,可以作为有载分接开关状态诊断的辅助判据。

五边形石墨烯负载Pt单原子稳定性能的应变调控

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Pt原子在五边形石墨烯(PG)上的吸附与动力学行为.研究结果表明,单个Pt原子在PG上虽然具有较大的吸附能及较高的扩散势垒,却不能够在衬底形成均匀分散的单原子.这是因为,随Pt原子数增加,Pt_(n)(n=1,2,3)在PG上的平均结合能也逐渐增加,更倾向于形成团簇,该发现有效否定了之前的报道称Pt能在PG上形成稳定的单原子催化剂这一结论(Phys.Chem.Chem.Phys.21,12201(2019)).基于此,我们考虑对PG施加双轴应变,随着拉伸应力增加,Pt金属原子间的平均结合能逐渐降低,当拉伸应变施加至12%左右时,单个Pt在衬底上的结合能与Pt_(2)在衬底上的平均结合能相等,从而实现PG上均匀分散的Pt单原子催化剂.该结果对五边形石墨烯基材料应变调控实现单原子催化剂提供理论借鉴.

铁掺杂五边形石墨烯对CO气敏性的第一性原理研究

基于非平衡格林函数结合密度泛函理论,采用第一性原理计算了五边形石墨烯(PG)、CO/PG、Fe-PG和CO/Fe-PG这4种体系的电子性质和输运性质,探究PG以及Fe-PG对CO分子的气敏性。首先,Fe-PG在吸附CO分子过程中大量电荷发生转移,同时具有较低的吸附能,说明CO分子与Fe-PG之间的相互作用较强,表明Fe-PG体系对CO分子的吸附更加敏感。其次,计算出了4种体系的态密度,结果发现Fe-PG和CO/Fe-PG体系之间的态密度发生较大变化,这进一步说明了CO分子与Fe-PG之间具有较强的相互作用,Fe-PG体系对CO分子的吸附具有较为敏感的特性。最后,计算其输运性质,通过输运电流的结果对比发现Fe-PG对CO分子的敏感度比原始PG高出2个数量级,且在零偏压下的透射谱进一步证明Fe-PG是一种检测CO分子的良好传感材料。该研究表明,在PG结构体系中适当引入Fe原子掺杂,可以大幅提升PG对CO分子的气敏性。

五边形钢管混凝土巨型柱偏压性能计算分析

以大连国贸中心大厦五边形多腔体钢管混凝土巨型柱为原型,为研究截面构造对其偏压性能的影响,进行了2个不同截面构造的巨型柱模型偏心受压性能试验。试件编号分别为CF-Ⅰ和CF-Ⅱ。CF-Ⅰ为五边形四腔体无钢筋笼截面试件,CF-Ⅱ为五边形四腔体带钢筋笼截面试件。试验得到了2个试件的承载力、荷载-变形曲线及损伤破坏特征等。利用ABAQUS有限元软件对各试件进行了数值模拟,计算结果与试验符合较好;在此基础上,分析了外钢管钢板厚度、对称轴分腔隔板厚度、周边竖向肋板厚度对柱偏压性能的影响。研究表明:加设钢筋笼可提高试件的承载力和延性;增加外钢管钢板厚度提高试件承载力和延性的比例,明显大于增加腔体对称轴分腔隔板厚度提高的比例;提高腔内周边竖向肋板的厚度,可明显减轻试件损伤。

五边形的一个性质及应用

定理设B1,B2,B3,B4分别为五边形A1A2A3A4A5边A1A2,A2A3,A3A4,A4A5(或其延长线)上一点,M,N分别为B1B3,B2B4(或其延长线)上一点。

正五边形港湾内的水波共振

基于浅水长波假定,给出了正五边形封闭港湾内水波共振的解析表达式;并采用Boussinesq模型对该表达式进行验证。结果表明,正五边形封闭港湾内主要体现为类似一维港湾的单一波向上的共振,而产生共振的主要原因是壁面之间形成的驻波。

关于五边形数的余数及其渐进公式

对于任意的正整数n,设f(n)表示n的五边形数的余数,即f(n)是使得n-f(n)为一五边形数(m(m-1))/2的最小非负整数.运用初等和分析的方法研究了五边形数的余数列{f(n)}(n=1,2,…)的渐进性质,并给出了不同类型的渐进公式.

基五边形的等距曲线设计

根据等距曲线的几何特性,阐述了以基五边形设计等距曲线的设计原理、做图方法,并加以证明。同时讨论了基五边形边长和形状的变化对等距曲线的影响,从而确定了基五边形的设计做图范围和特性。进一步完善了等距曲线型面连接接的设计途径和方法。

构建高职院校教师教学质量“五边形”评价体系的探索与研究

本文以笔者所在学院的国家骨干高职院校建设期间探索实施的教师教学质量"五边形"评价体系为例,详细阐述了如何从学生、同行、院部、教务、督导等五个层面构建教师教学质量评价指标及项目权重分配。该体系的构建为高职院校教学管理工作中教师教学质量的评价提供了有效工具,也为教师本人提高自身的教育教学水平提供了可供参照的依据。

论通信网络之内部形态──五边形关系

本文引进“网络缺失”的概念，分析了邮电通信网络之内部形态─—由五维要素（硬件、软件、组织件、金融件、生态件）：所构成的五边形关系，并提出各自的研究问题，最后对其可行性解决方法作一理论和原则层次上的讨论。